DE4009861A1 - Verfahren und anlage zur herstellung von warmgewalztem stangenmaterial wie feinstahl oder draht - Google Patents
Verfahren und anlage zur herstellung von warmgewalztem stangenmaterial wie feinstahl oder drahtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage
zur Herstellung von warmgewalztem Stangenmaterial wie
Feinstahl oder Draht, ausgehend von Vormaterial aus
Gußstahl, wobei dieses zunächst zu Knüppeln
verarbeitet und die Knüppel sodann in einer Folge von
Walzstichen auf die jeweils vorgegebenen
Walzquerschnitte zu Feinstahl oder Draht ausgewalzt
werden.
Übliche Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem
Feinstahl oder Draht verwenden als Vormaterial
stranggegossene Brammen oder Knüppel. Diese werden vor
dem Walzen gleichmäßig auf Walztemperatur erwärmt.
Sodann werden sie in einer Vielzahl von
Umformungsschritten (Stichen) in einer Feinstahl- oder
Drahtstraße auf die jeweils vorgesehenen
Endabmessungen bzw. -querschnitte fertiggewalzt. Dabei
ist vor dem Durchlauf der Knüppel durch die Walzstraße
eine Wiedererwärmung des Walzgutes erforderlich, die
eine Bereitstellung von Stoßöfen oder Herdöfen mit
entsprechend hohem Energiebedarf zur Folge hat.
Die bekannten Verfahren zum Herstellen von Feinstahl
oder Draht aus stranggegossenen oder vorgewalzten
Knüppeln verursachen folglich einen äußerst hohen
Investitions- und Energieaufwand und benötigen
entsprechend aufwendig ausgestattete separate
Walzwerksanlagen. Die Wiedererwärmung bedingt nicht
nur einen hohen Energieverbrauch, sondern auch die
Bereitstellung der erforderlichen Öfen und
Transporteinrichtungen. Das bisher übliche Auswalzen
der Knüppel mit hohen Querschnittsabmessungen von bis
zu 200 mm2 beansprucht somit einen hohen Anteil am
gesamten Investitions- und Energieaufwand bei der
Herstellung von warmgewalztem Feinstahl oder Draht.
Das hierfür erforderliche Walzwerk ist infolge der
schweren Walzgerüste mit allen zugehörigen Transport-
und Führungseinrichtungen wie Rollgänge etc. derart
investitionsaufwendig, daß solche Anlagen zur
Durchführung der üblichen Walzverfahren bei der
Herstellung von Feinstahl- und Drahterzeugnissen nur
dann sinnvoll einzusetzen sind, wenn große
Erzeugungseinheiten wirtschaftlich genutzt werden
können.
In verstärktem Maße werden jedoch besonders für
Schwellenländer mit vergleichsweise geringen Reserven
an Kapital und Energie Walzwerke gefordert, die auch
bei relativ kleinen Erzeugungseinheiten ökonomisch
betreibbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von
warmgewalztem Stangenmaterial wie Feinstahl oder Draht
anzugeben, bei welchen der erforderliche
Kapitaleinsatz für Investitionen signifikant geringer
als bei einer konventionellen Anlage ist, und mit
welchen bei möglichst ökonomischem Einsatz von
Primärenergie eine gleichbleibend gute Qualität des
Walzgutes auch bei relativ geringen Produktionsmengen
sowie bei Erzeugung von Walzprodukten mit
unterschiedlichen Endabmessungen möglich ist.
Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der
im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der
Erfindung dadurch, daß als Vormaterial
stranggegossenes Breitband verwendet und dieses zu
Knüppeln zerteilt und das Auswalzen der Knüppel zu
Feinstahl oder Draht im Anschluß kontinuierlich aus
der Gießhitze vorgenommen wird.
Mit Vorteil ist der erforderliche Gesamtaufwand an
Kapital und Energie für die erfindungsgemäße
Knüppelherstellung aus stranggegossenem Breitband
wesentlich geringer als bei einer konventionellen
Anlage. Denn hierfür sind weder schwere Walzgerüste
erforderlich noch Öfen mit den zugehörigen Transport-
und Führungseinrichtungen. Sowohl die Herstellung der
Knüppel durch Zerteilen eines stranggegossenen
Breitbandes, als auch die anschließende Walzung der
Knüppel auf die vorgesehenen Endabmessungen zu
Feinstahl aus der Gießhitze, ergibt vorteilhaft eine
wesentliche Reduzierung des Investitions- und
Energiebedarfes.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens ist gekennzeichnet
durch eine Folge von Arbeitsschritten:
- a) Stranggießen eines Breitbandes aus Stahl mit einer Dicke zwischen 25 und 80 mm,
- b) Zerteilen des Breitbandes im Anschluß an das Stranggießen bei Erstarrungstemperatur quer und längs zur Förderrichtung zur Gewinnung von rechteckigen bzw. quadratischen Knüppeln vorgegebener Länge und gewünschter Fläche,
- c) Einbringen der Knüppel zur Zwischenlagerung sowie zum Temperaturausgleich in einen Halteofen bzw. in Coilboxen,
- d) sequentielles Entnehmen von Knüppeln aus dem Halteofen bzw. aus jeweils einer Coilbox und Einführen in ein Walzwerk,
- e) Auswalzen der Knüppel auf die jeweils vorgesehenen Endabmessungen bzw. -querschnitte in einer kontinuierlichen Folge von Walzstichen zu Feinstahl oder Draht.
Neben der bereits erwähnten Ersparnis an Investitions-
und Energiekosten resultiert aus der Erfindung der
Vorteil, daß bei entsprechender Einstellung von Dicke
und Breite des Bandes sowie des Querabstandes der zur
Zerteilung vorgesehenen Längsschnitte und des
Längenabstandes der Zerteilungs-Querschnitte die
Abmessungen der Knüppel an die betrieblichen
Bedingungen für deren Weiterverarbeitung zum Walz-
Endprodukt optimal angepaßt werden können. Auch können
aus einem stranggegossenen Band vorteilhaft
gleichzeitig mehrere Knüppel gleicher Dicke aber
unterschiedlicher Breite geschnitten werden.
Bei der Teilung eines stranggegossenen Breitbandes zu
Knüppeln ergibt sich der weitere Vorteil, daß eine
Angleichung der Produktionskapazitäten zwischen der
Stranggießanlage und dem Walzwerk ermöglicht wird.
Geht man beispielsweise von einer Gießgeschwindigkeit
von etwa 0,13 m/s bei einer mittleren Banddicke von 40 mm
aus und unterstellt, daß die aus dem Band
geschnittenen Knüppel zu Draht heruntergewalzt werden,
dann ergibt sich fallweise eine Reduzierung zwischen
Anfangs- und Endquerschnitt im Verhältnis von 20 zu
bis 25 zu 1. Für eine vereinfachte Betrachtungsweise
beim Auswalzen eines Knüppels im Konti-Betrieb unter
der Voraussetzung, daß die Gießgeschwindigkeit gleich
der Einlaufgeschwindigkeit des Knüppels in das
Walzwerk ist, würde sich bei einer 20-fachen Reduktion
eine Austrittsgeschwindigkeit des fertiggewalzten
Gutes von ca. 2,6 m/s ergeben. Dagegen soll zur
Vermeidung von prohibitiven Temperaturabnahmen beim
Walzprozeß von Stabstahl die minimale
Austrittsgeschwindigkeit des Walzgutes aus einer
mehrgerüstigen Feinstahlstraße 10 bis 20 m/s betragen.
Unter der Annahme einer erforderlichen
Austrittsgeschwindigkeit von z. B. 15 m/s würde sich
für den Konti-Betrieb eines nicht unterteilten
stranggegossenen Bandstranges eine im Verhältnis von
ca. 1 : 6 zu geringe Durchlaufgeschwindigkeit des
Walzgutes durch die Walzstraße ergeben.
Wird nun das stranggegossene Band beispielsweise
kontinuierlich in sechs Knüppel als Aufgabegut für den
Walzprozeß unterteilt, und werden diese Knüppel
sequentiell in ununterbrochener Reihenfolge in das
Walzwerk eingeführt, so kann bei einer
Gießgeschwindigkeit von etwa 0,13 m/s eine minimale
Austrittsgeschwindigkeit des Walzgutes aus der
Walzstraße von annähernd 15 m/s erreicht werden.
Somit bewirkt die Erfindung zusätzlich zur Kapital-
und Energieersparnis einen vorteilhaften Ausgleich der
unterschiedlichen Produktionskapazitäten zwichen der
Stranggießanlage und einem nachgeordneten Walzwerk und
ermöglicht damit eine vollkontinuierliche
Betriebsweise mit signifikanter Senkung der
Investitions- sowie Betriebs- und Energiekosten. Dabei
ergibt sich eine zusätzliche Energieersparnis infolge
Durchführung des Walzprozesses aus der Gießhitze.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind
entsprechend den Merkmalen der Unteransprüche
vorgesehen.
Eine Anlage zur Herstellung von warmgewalztem
Feinstahl oder Draht, insbesondere zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt eine zum
Stranggießen eines Breitbandes aus Stahl von 25 bis 80 mm
Dicke ausgebildete Stranggießanlage. Dieser ist
eine Querteileinrichtung und eine mit mehreren in
Förderrichtung des Bandes parallele Schnitte
erzeugenden Schneidmitteln ausgebildete
Längsteileinrichtung nachgeordnet, und weiterhin ein
Warmhalteofen bzw. mit Warmhalteeinrichtungen
ausgebildete Coilboxen. Diese besitzen Mittel zum
Quertransport der Knüppel bzw. für die Coilboxen. Dem
Warmhalteofen bzw. den Coilboxen ist ein zur
Stranggießanlage seitlich-parallel versetztes Walzwerk
mit anschließendem Kühlbett nachgeordnet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Anlage sind
entsprechend den Merkmalen der Anlagen-Unteransprüche
vorgesehen.
Die Erfindung wird in bevorzugten Ausführungsformen
anhand von Verfahrensstammbäumen in den Zeichnungen
dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Anlage mit einem zwischen der
Stranggießanlage und dem Walzwerk
angeordneten Halteofen mit innerer
Knüppeltransporteinrichtung;
Fig. 2 eine Anlage mit zwischen der
Stranggießanlage und dem Walzwerk
angeordneten und mittels
Fördereinrichtungen verfahrbaren
Coilboxen.
Gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt die Anlage zur
Herstellung von warmgewalztem Feinstahl oder Draht am
Produktionsanfang eine zum Stranggießen eines
Breitbandes (19) aus Stahl von 25 bis 80 mm Dicke
ausgebildete Stranggießanlage (1). Der Gießanlage (1)
ist eine Querteileinrichtung (2) und eine
Längsteileinrichtung (3) nachgeordnet. Diese
Einrichtungen (2) bzw. (3) dienen zum Zerteilen des
Bandes (19) in Längs- und Querschnitte zur Gewinnung
von Knüppeln (10). Im gezeigten Ausführungsbeispiel
wird stranggegossenes Breitband (19) in acht Knüppel
(10), und zwar in drei etwas breitere und fünf etwas
schmälere Knüppel (10), zerteilt.
Mit der erfindungsgemäßen Gewinnung der Knüppel (10)
durch Zerteilen eines stranggegossenen Breitbandes
(19) ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, durch
entsprechende Dimensionierung des
Breitbandquerschnittes die Anzahl und Qurschnitte der
aus dem Breitband (19) auszuschneidenden Knüppel (10)
nach Maßgabe der Verarbeitungskapazität des Walzwerkes
(11) vorzugeben, und umgekehrt. Entsprechend ist die
Längsteileinrichtung (3) mit mehreren in
Förderrichtung des Bandes (19) parallele Schnitte (6)
erzeugenden Schneidmitteln ausgebildet. Hierbei kann
es sich um übliche, bekannte Mittel wie Laser-
Schneidstrahleinrichtungen oder
Sauerstoffschneidstrahleinrichtungen oder auch um
Trenneinrichtungen mit mechanischen Schneidmitteln
handeln.
Den Quer(2)- bzw. Längs(3)-Teileinrichtungen ist
ein Warmhalteofen (4) nach Fig. 1 bzw. sind mit
Warmhalteeinrichtungen ausgebildete Coilboxen (7) nach
Fig. 2 nachgeordnet. Der Warmhalteofen (4) besitzt
eine übliche Einrichtung (8) zum Quertransport der
Knüppel (10). Die Coilboxen (7) sind mit Einrichtungen
(9) zu deren Quertransport und/oder mit Einrichtungen
(5) zu deren Längstransport sowie mit Einrichtungen
(nicht gezeigt) zum Entnehmen der Knüppel und zum
Einführen in das Walzwerk (11) ausgebildet. Das
seitlich-parallel versetzte Walzwerk (11) weist bei
den gezeigten Ausführungen eine Fertigstaffel einer
Feinstahlstraße (13) mit vier beispielsweise je
abwechselnd horizontalen (15) bzw. vertikalen (14)
Walzgerüsten mit anschließendem Kühlbett (12) auf. Die
Walzgerüste können jedoch eine beliebige Anordnung
haben, d. h. auch vertikal-horizontal oder horizontal-
horizontal.
Zusätzlich zu dieser Feinstahlstraße (13) kann das
Walzwerk (11) insbesondere zum Walzen von Draht einen
Drahtfertigblock (16) im Anschluß an die
Feinstahlstraße (13) aufweisen. Die Drahtstraße (16)
kann vorzugsweise als zehngerüstiger, sogenannter V-
Block (16) ausgebildet sein, d. h. mit Gerüsten in
gekippter Horizontal-Vertikal-Anordnung in einem Block
mit einheitlichem Antrieb und festen
Getriebeübersetzungen.
Zwischen der Fertigstaffel (13) und der Drahtstraße
(16) ist eine Weiche (20) angeordnet. Diese kann von
einer (nicht gezeigten) Bedienungseinrichtung mit
einer Programmsteuereinheit ausgesteuert werden. Auf
diese Weise und mit diesem Layout kann die Anlage in
flexibler Betriebsauslastung zum Beispiel
unterschiedlich breite Knüppel wahlweise zu Feinstahl
oder zu Draht walzen, ohne daß hierzu eine separate
Walzstraße erforderlich wäre.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist die
Anlage nach der Erfindung im Vergleich zu üblichen
Anlagen, bei denen als Vormaterial stranggegossene
Brammen oder Knüppel verwendet und nach Erwärmung auf
Walzhitze in schweren Walzgerüsten vorgewalzt und in
einer separaten Feinwalzstraße auf die vorgegebenen
Endabmessungen zu Feinstahl oder Draht fertiggewalzt
werden, erheblich einfacher ausgebildet und erfordert
zu ihrer Erstellung entsprechend geringere
Investitionskosten sowie im Betrieb erheblich
geringere Energie- und Unterhaltungskosten.
Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren infolge
Herstellung von Knüppeln mit geringen
Querschnittsabmessungen durch Zerteilung eines
vergleichsweise dünnen stranggegossenen Breitbandes
ein Ausgleich zwischen der Gießkapazität der
Stranggießanlage (1) und der Walzkapazität des
Walzwerkes (11) möglich ist, kann das Walzen von
Feinstahl oder Draht nach der Erfindung
vollkontinuierlich unter Nutzung der Gießhitze und
folglich mit einem Optimum an Verfahrensökonomie
durchgeführt werden. Dadurch reduzieren sich die
Kosten für Investitionen sowie für Energiebedarf und
Betrieb bei einer Anlage sowie einem Verfahren nach
der Erfindung im Vergleich zu konventionellen
Verfahren und Produktionsanlagen erheblich. Diese sind
somit auch für weniger kapitalkräftige Länder bzw.
Betreiber infolge ihrer hohen Wirtschaftlichkeit
attraktiv.
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem
Stangenmaterial wie Feinstahl oder Draht, ausgehend
von Vormaterial aus Gußstahl, wobei dieses zunächst zu
Knüppeln verarbeitet und die Knüppel sodann in einer
Folge von Walzstichen auf die jeweils vorgegebenen
Walzquerschnitte zu Feinstahl oder Draht ausgewalzt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Vormaterial
stranggegossenes Breitband verwendet und dieses zu
Knüppeln zerteilt und das Auswalzen der Knüppel zu
Feinstahl oder Draht im Anschluß kontinuierlich aus
der Gießhitze vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Folge von Arbeitsschritten:
- a) Stranggießen eines Breitbandes aus Stahl mit einer Dicke zwischen 25 und 80 mm,
- b) Zerteilen des Breitbandes im Anschluß an das Stranggießen bei Erstarrungstemperatur quer und längs zur Förderrichtung zur Gewinnung von rechteckigen bzw. quadratischen Knüppeln vorgegebener Länge und gewünschter Fläche,
- c) Einbringen der Knüppel zur Zwischenlagerung sowie zum Temperaturausgleich in einen Halteofen bzw. in Coilboxen,
- d) sequentielles Entnehmen von Knüppeln aus dem Halteofen bzw. aus jeweils einer Coilbox und Einführen in ein Walzwerk,
- e) Auswalzen der Knüppel auf die jeweils vorgesehenen Endabmessungen bzw. -querschnitte in einer kontinuierlichen Folge zu Feinstahl oder Draht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Gießgeschwindigkeit und
Dimensionierung des Breitbandes sowie Anzahl und
Dimensionierung der daraus auszuschneidenden Knüppel
in Übereinstimmung mit der Arbeitskapazität des
Walzwerks vorgegeben werden, und umgekehrt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Knüppel nach
Einführen in das Walzwerk zunächst in einer
Vorwalzstufe unter Verwendung einer vorzugsweise
viergerüstigen Vorstraße vorgewalzt werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fertigwalzen
des vorgewalzten Materials in einer Fertigwalzstufe
unter Verwendung eines vorzugsweise zehngerüstigen
Fertigblockes vorgenommen wird.
6. Anlage zur Herstellung von warmgewalztem
Stangenmaterial wie Feinstahl oder Draht zur
Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß diese die folgenden
Anlagenteile umfaßt:
- a) eine zum Stranggießen eines Breitbandes (19) aus Stahl von 25 bis 80 mm Dicke ausgebildete Stranggießanlage (1);
- b) der Stranggießanlage (1) ist eine Querteileinrichtung (2) und eine Längsteileinrichtung (3) nachgeordnet;
- c) die Längsteileinrichtung (3) ist mit mehreren in Förderrichtung des Bandes (19) parallele Schnitte (6) erzeugenden Schneidmitteln ausgebildet;
- d) den Quer- (2) bzw. -Längsteileinrichtungen (3) ist ein Warmhalteofen (4) bzw. sind mit Warmhalteeinrichtungen ausgebildete Coilboxen (7) nachgeordnet und diese (4) bzw. (7) sind mit Einrichtungen (8) bzw. (9) zum Quertransport für die Knüppel (10) bzw. für die Coilboxen (7) ausgebildet;
- e) dem Warmhalteofen (4) bzw. den Coilboxen (7) ist ein zur Stranggießanlage (1) seitlich-parallel versetztes Walzwerk (11) mit anschließendem Kühlbett (12) nachgeordnet.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Walzwerk (11) eine Fertigstaffel einer
Feinstahlstraße (13) mit vorzugsweise vier
Walzgerüsten aufweist.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Walzwerk (11) zusätzlich zur
Fertigstaffel (13) eine Drahtstraße (16) aufweist, und
daß diese vorzugweise als zehngerüstiger V-Block
ausgebildet ist.
9. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Fertigstaffel (13) und dem Fertigblock (16) eine
Weiche (20) angeordnet ist.
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| DE4009861C2 DE4009861C2 (de) | 2003-06-12 |
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| DE19904009861 Expired - Fee Related DE4009861C2 (de) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Verfahren zur Herstellung von warmgewalztem Stangenmaterial wie Feinstahl oder Draht und Anlage zur Durchführung des Verfahrens |
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1990
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